به رغم اقداماتی همچون پرتاب منور و گلوله باران منطقه توسط دشمن، كه بیانگر هوشیاری او بود، پس از رخنه نیروهای غواص و انتقال نیروهای تك‌ور به ساحل دشمن، عملیات در ساعت 1 بامداد 5/1/67 با رمز مبارك "یا اباعبدالله(ع)" آغاز شد. پیچیدگی زمین و جود كمین‌های متعدد در شیارها و ارتفاعات، پیشروی نیروها را كند می‌كرد. حدود ساعت 4 با شدت گرفتن درگیری، سرعت پیشروی یگانها نیز افزایش یافت. در حالی كه از جبهه خودی خبر می‌رسید نیروها در حال تصرف ارتفاعات شاخ شمیران و نیز پاكسازی دشت تولبی هستند، اخبار شنود از آشفتگی دشمن حكایت داشت؛ به نحوی كه شنیده می‌شد نیروهای عراقی به طور مكرر اعلام می‌كنند كه در محاصره نیروهای ایرانی قرار گرفته‌اند.
با روشنایی صبح، هواپیماهای خودی وارد عمل گردیده و محل تجمع و جاده مواصلاتی دشمن را بمباران كردند. حدود ساعت 10 نیروهای تك‌ور ضمن جنگ تن به تن با نیروهای عراقی در شاخ شمیران، به پاكسازی این ارتفاعات مبادرت ورزیدند. با استقرار نیروها در شاخ شمیران، نیروهای عراقی كه در یال‌های سمت چپ این ارتفاعات و و نیز ارتفاعات شاخ سورمر مقاومت می‌كردند، متزلزل شده و تعدادی تسلیم و تعدادی هم متواری شدند.
مقارن ظهر، پاتك‌های دشمن از چندین محور به سمت شاخ شمیران آغاز شد، لیكن با وجود تعداد كم نیروهای مستقر در این ارتفاعات، این پاتك‌ها ناكام ماند. همچنین، گزارش می‌شد كه دشمن از ساحل دشت تولبی و از طرف برددكان در حال اعزام نیروهای كمكی به منطقه است.
در ساعت 14 اعلام شد كه شاخ سورمر نیز به تصرف درآمده و بیش از 100 تن از قوای دشمن اسیر شدند. نیروهای عراقی ضمن وارد آوردن فشار زیاد به دو محور دشت تولبی و شاخ شمیران، عقبه خودی را به شدت مورد هجوم آتش كاتیوشا و توپخانه و نیز بمباران شیمیایی قرار می‌داد. در نتیجه، منطقه به مواد شیمیایی الوده شد و یگان‌های عملیاتی سازمان خود را از دست داده و توانشان رو به ضعف نهاد.
برهم زدن سازمان دشمن و پدافند در ارتفاعات مقابل شاخ شمیران از جمله اهداف مهمی بود كه موجب شد فرماندهی قرارگاه فتح با وجود خستگی مفرط یگانها، ادامه عملیات در شب دوم را در دستور كار خود قرار دهد. در این مرحله، نیروها می‌بایست ضمن عمل روی ارتفاعات برددكان و پاكسازی و پیشروی در دشت تولبی، خطی را در امتداد یال‌های برددكان به طرف ساحل دریاچه تامین نماید.
در حالی كه نیروهای خودی جهت انجام مرحله دوم عملیات آماده می‌شدند، در ساعت 00:30 بامداد 6/1/67 عراق پس از گلوله‌باران شیمیایی عقبه یگان‌های خودی در ارتفاعات تمورژنان، از سه محور به سمت شاخ شمیران پاتك كرد و با اجرای آتش سنگین و دقیق روی جاده چم سراژین، آن را كاملاً مسدود نمود و امكان كمك رسانی به نیروهای در خط را به صفر رساند. تا نزدیك صبح نیز تعدادی از مواضع خودی در پایین شاخ شمیران در اختیار دشمن قرار گرفت كه با حمله قوای خودی، این مواضع مجدداً به تصرف درآمد.
به این ترتیب، در حالی كه ادامه عملیات در شب دوم میسر نشده بود، فرماندهی عملیات با در نظر گرفتن كمبود نیرو و اوضاع ناشی از بمباران‌های شیمیایی دشمن، فرمان پدافند مناسب و قوی از شاخ شمیران را صادر كرد.
